Динамическое программирование

После побега Колобка Дед и Баба решили построить забор вокруг своего дома, чтобы не допустить повторения истории.

Забор представляет собой многоугольник ненулевой площади, сторонами которого являются доски. Пилить или ломать доски нельзя. Например, из трех досок с длинами 10, 11 и 12 можно построить забор, а из четырех досок с длинами 100, 1, 2 и 3 — нельзя.

У Деда нашлось целых n досок, поэтому они с Бабой задались вопросом: а сколько различных способов выбрать несколько досок из имеющихся, чтобы из них затем можно было построить забор? Способы считаются различными, если существует доска, которая используется в одном из них, но не используется в другом.

Пожилым людям надо помогать, так что вам не составит труда решить для них эту задачу! Количество способов может быть довольно большим, поэтому выведите остаток от деления этого количества на число 10⁹ + 7.

Формат входного файла
В первой строке входного файла находится одно натуральное число n (1 ≤ n ≤ 4000) — количе- ство досок. Во второй строке дано n чисел li (1 ≤ l_i ≤ 4000) — длины досок.

Формат выходного файла
В выходной файл выведите одно число — количество способов выбрать доски для постройки забора, взятое по модулю 10⁹ + 7.
 

Ввод	Вывод
3 10 11 12	1
4 100 1 2 3	0
4 5 5 5 5	5

 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	??2?4+9?=355	00264+91=355

 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	????(?	2

Не так давно в городе будущего Иннополис достроили первый театр. После тяжелой рабочей недели студенты университета решили сходить в театр. Утром они приехали к открытию кассы театра, чтобы успеть купить билеты. Билет в театр стоит 100 рублей.

Оказалось, что у каждой девочки есть ровно одна банкнота номиналом 100 рублей, а у каждого мальчика — номиналом 1000 рублей. До ребят еще никто не успел купить билет, поэтому касса пуста. Это значит, что кассир выдает сдачу только теми банкнотами, которые получил от других ребят, стоявших раньше в очереди. Кассир обслуживает всех по очереди и не начинает обслуживать следующего человека, если еще не продал билет или не выдал требуемую сдачу предыдущему.

Ребята начали выстраиваться в очередь таким образом, чтобы каждый мог купить билет. Пока они думали, как создать такую очередь, кассир задался вопросом, а сколько всего существует спосо- бов расставить девочек и мальчиков так, чтобы каждый смог купить билет. Помогите ему ответить на этот вопрос.

Способы считаются различными, если существует такое место в очереди, что в одном из них на этом месте стоит девочка, а в другом — мальчик.

Формат входных данных
В первой строке задано два целых неотрицательных числа n и m, где n — количество девочек, m — количество мальчиков (1<= n + m < 10⁴).

Формат выходных данных
Выведите остаток от деления числа способов расставить студентов в очередь, чтобы все смогли купить билет, на 10⁹ + 7.
 

Ввод	Вывод
18 2	10
8 1	0
12 1	4

Сразу же после заселения в новый дом в Простоквашино кот Матроскин, Шарик и дядя Фёдор затеяли ремонт. Непосредственно перед его началом они обнаружили, что в доме отсутствует кла- довка для стройматериалов, и наспех пристроили её к дому. Как только вспомогательное строение было готово, встал вопрос о необходимости провести туда электричество и повесить лампочку.

Обсудив вопросы электрификации новых помещений с почтальоном Печкиным, наши герои узна- ли много полезной информации. Чтобы посетители не мучились с выбором, в деревенском магазине продаётся только один вид лампочек, зато в неограниченных количествах. Стоит одна лампочка ни дорого, ни дёшево, а ровно C рублей. Правда, лампочки в магазине не самые качественные, и вклю- чить каждую из них можно только K раз, а на K + 1 включение она перегорает. Недостаток этот компенсируется тем, что во включенном состоянии лампочка перегореть не может. К сожалению, электроэнергия в Простоквашино недешевая, и каждая минута работы лампочки обойдется дяде Фёдору и его друзьям в D рублей.

Узнав всё это, экономный Матроскин составил поминутный график из N предполагаемых посе- щений кладовки. Каждый визит в новое помещение задаётся моментом входа ai и моментом выхода bi . Таким образом, i-й визит продолжается ровно b_i − a_i минут.

Разумеется, во время посещения свет в кладовке должен быть включён. Если в начале очередного визита лампочка не горит, то посетитель сразу её включает, а вот уходя он может как выключить свет, так и оставить его включенным. Если во время очередного включения лампочка перегорает, то её приходится немедленно заменить. Теперь Матроскина интересует минимальное количество рублей, которое придётся потратить, чтобы выполнить все запланированные визиты в кладовку. Изначально в помещении уже висит новая лампочка в выключенном состоянии.

Формат входных данных
В первой строке входных данных записаны четыре целых числа N, K, C, D — количество пла- нируемых посещений кладовки, количество успешных включений для одной лампочки, стоимость покупки лампочки и стоимость минуты работы лампочки соответственно (1 <= N, K <= 200 000, 1 <= C, D <= 10⁹ ). В следующих N строках даны по два целых положительных числа ai и bi , описывающих пред- полагаемые визиты в кладовку (1 <= a_i < b_i <= 10⁹ ). Посещения не пересекаются по времени и упорядочены, то есть b_i < a_i+1.

Формат выходных данных
Выведите одно целое число — минимальное количество рублей, которое придётся потратить жителям дома, чтобы выполнить все запланированные визиты в кладовку при свете.
 

Ввод	Вывод
1 2 5 6 3 5	12
3 1 15 10 1 3 4 5 30 35	105

Замечание
Замечание В первом примере достаточно заплатить только за электроэнергию: лампочка должна быть включена на третьей минуте и выключена на пятой, стало быть, суммарные затраты составляют (5 − 3) × 6 = 12.
Во втором примере выгодно не выключать лампочку между первым и вторым посетителем, а для третьего использовать уже новую лампочку

Скоро в Соединенных Штатах Берляндии пройдут выборы президента. На эту ответственную должность претендуют два кандидата: Дядя Сэм и Дядя Фродо. Вы работаете аналитиком в пред- выборном штабе Дяди Сэма, и вам поручено помочь ему победить конкурента. Раздуть газетный скандал из одержимости оппонента бросанием колец в жерла вулканов не получилось, так что при- дётся воспользоваться математикой.

Казалось бы, чтобы выиграть, необходимо убедить проголосовать за нашего кандидата более половины пришедших на выборы. Оказывается, что иногда нужно гораздо меньше! Для того чтобы понять, как это возможно, рассмотрим подробнее процедуру голосования.

Как вы знаете, Соединенные Штаты Берляндии разделены на несколько административных ре- гионов первого уровня — штатов. Сначала в каждом из штатов проходят местные выборы, по итогам которых каждый штат отдаёт свой голос за одного из кандидатов. Если не менее половины штатов выбрало Дядю Сэма, то выигрывает он (в случае равенства голосов Дядя Сэм имеет преимущество как действующий президент), иначе побеждает Дядя Фродо. Все штаты, в свою очередь, состоят из административных регионов второго уровня, каждый из которых представлен выборщиком из административных регионов третьего уровня и так далее. Последний уровень состоит из отдельных жителей Берляндии. Всего в Берляндии N жителей и K уровней административных единиц. Одним из ключевых принципов этой страны является равенство, так что любой регион i-го уровня делится на одинаковое число регионов следущего уровня (в том числе содержит одинаковое число граждан).

Так получилось, что делением на регионы поручили заняться именно вам, то есть в ваших руках назначить, на сколько именно административных единиц i-го уровня делится (i−1)-ая администра- тивная единица.

Также у вас есть сильный инструмент влияния на выбор людей — нефтяные бурли. Чтобы заста- вить одного избирателя отдать свой голос за Дядю Сэма, достаточно дать ему скромный подарок в размере одного нефтяного бурля.

К несчастью, изначально все N жителей Соединённых Штатов Берляндии собираются отдать свой голос за Дядю Фродо. Требуется определить минимальное количество нефтяных бурлей, ко- торое достаточно потратить для победы на выборах.

Формат входных данных

В единственной строке ввода находятся два целых числа N и K (1 <= N <= 10¹⁵ , 1 <= K <= 10).

Формат выходных данных
Требуется вывести единственное число — минимальное количество нефтяных бурлей, которое придётся потратить на предвыборные подарки при наилучшем разбиении на регионы.

Примеры

Ввод	Вывод
9 2	4
12 3	2

Замечание
Берляндские законы не запрещают, чтобы страна состояла из одного штата, а город — одного жителя. Аналогично с остальными типами регионов.

На рисунке 1 черным цветом отмечены те регионы, в которых победил Дядя Сэм. На нижнем уровне черными изображены вершины, соответствущие подкупленным конкретным жителям.

В процессе ремонта в Лаборатории Информационных Технологий строителям необходимо заменить поврежденные напольные плитки в коридоре лаборатории, который имеет размер 2 × n метров. В распоряжении строителей есть неограниченный запас плиток двух размеров: 1 × 2 метра и 1 × 1 метр. При этом плитки размером 1 × 2 метра перед укладкой разрешается поворачивать на 90 градусов и размещать как вдоль, так и поперек коридора.

Строители уже начали ремонт и уложили в некоторых местах пола коридора k плиток размером 1 × 1. Для завершения ремонта прорабу необходимо подготовить план дальнейших работ. Для этого ему надо решить, каким образом уложить плитки на места, где они еще не уложены. Это можно сделать различными способами и прораб хочет перебрать все варианты и выбрать самый удачный. Перед тем как это сделать, прораб хочет знать, какое количество вариантов ему придется рассмотреть. Это число требуется найти по модулю 10⁹ + 7.

Требуется написать программу, которая по заданной длине коридора n и расположению плиток, которые уже уложены, определяет количество способов укладки плиток на оставшиеся места. Ответ необходимо вывести по модулю 10⁹ + 7.

Формат входного файла
Первая строка входного файла содержит два целых числа: n — длину коридора и k — количество уже уложенных единичных плиток (1 ≤ n ≤ 100 000, 0 ≤ k < 2n). Последующие k строк содержат по два целых числа xi и yi , которые задают позиции уже уложенных единичных плиток, i-я плитка уложена на xi-м метре коридора в yi-м ряду (1 ≤ xi ≤ n, 1 ≤ yi ≤ 2).

Формат выходного файла
Выходной файл должен содержать одно целое число — количество способов укладки плиток в коридоре, взятое по модулю 10⁹ + 7.

Ввод	Вывод
2 0	7
3 0	22
3 1 2 1	8

 

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	3	2

Алекс тестирует навигацию в музее. План музея — прямоугольная таблица из n строк и m столбцов. Клетка # занята стеной, клетка . свободна. В клетке S находится Алекс, а в клетке T — пульт управления.

За один шаг можно перейти в соседнюю по стороне свободную клетку. Клетки S и T тоже свободны. Выходить за границы таблицы нельзя.

Найдите минимальное количество шагов от S до T и число различных маршрутов такой длины. Маршруты различны, если различаются последовательности посещённых клеток. Количество маршрутов выведите по модулю 1 000 000 007.

Входные данные

Первая строка содержит целые числа n и m (1 ≤ n, m ≤ 500, 2 ≤ nm ≤ 200 000). Далее идут n строк по m символов ., #, S, T. Символы S и T встречаются ровно по одному разу и находятся в разных клетках.

Выходные данные

Выведите два целых числа: длину кратчайшего маршрута и количество таких маршрутов по модулю 1 000 000 007. Если пульт недостижим, выведите -1 0.

Пояснения к примерам

Пример 1. Можно обойти стены сверху и справа либо слева и снизу. Оба маршрута содержат пять шагов.

Пример 2. Стена полностью перекрывает путь.

Алекс выбирает приборы для экспедиции. У него есть n разных приборов. Каждый существует в единственном экземпляре и имеет массу wᵢ и научную ценность vᵢ. Массы и ценности выбранных приборов складываются.

В рюкзак помещается груз общей массой не более W. Алекс хочет получить максимальную суммарную ценность. Среди всех наборов с такой ценностью он выбирает набор наименьшей общей массы. Можно не брать ни одного прибора.

Найдите максимальную ценность и соответствующую минимальную массу.

Входные данные

Первая строка содержит целые числа n и W (1 ≤ n ≤ 200, 1 ≤ W ≤ 10 000). Следующие n строк содержат wᵢ и vᵢ (1 ≤ wᵢ ≤ 20 000, 1 ≤ vᵢ ≤ 10⁹).

Выходные данные

Выведите два целых числа: максимальную ценность и минимальную массу набора с этой ценностью.

Пояснения к примерам

Пример 1. Нужно взять третий и четвёртый приборы: ценность 6 + 12 = 18, масса 2 + 5 = 7.

Пример 2. Ценность обоих одиночных наборов равна 5, поэтому выбираем более лёгкий.

Алекс руководит запуском научного центра. Нужно выполнить n работ. Работа i занимает dᵢ минут и после начала выполняется без остановок.

Для некоторых пар работ указано требование: работа u должна закончиться прежде, чем начнётся работа v. Если у работы несколько предшественников, должны завершиться все. Приступить к работе можно ровно в момент завершения последнего предшественника.

Работы без предшественников можно начать в момент 0. Исполнителей и оборудования достаточно: независимые работы могут идти одновременно. Найдите минимальный момент, когда будут закончены все работы. Если требования противоречивы и выполнить все работы невозможно, выведите −1.

Входные данные

Первая строка содержит целые числа n и m (1 ≤ n ≤ 100 000, 0 ≤ m ≤ 200 000). Вторая строка содержит n целых длительностей dᵢ (1 ≤ dᵢ ≤ 10⁹). Следующие m строк содержат u, v: работа u должна завершиться перед началом v. Номера различны и лежат от 1 до n. Одинаковых упорядоченных пар нет; циклы могут встречаться.

Выходные данные

Выведите минимальный момент завершения всех работ или −1.

Пояснения к примерам

Пример 1. Работы 1 и 2 начинаются одновременно. Работа 3 заканчивается в момент 9, работы 4 и 5 — в моменты 11 и 15, работа 6 — в момент 16.

Пример 2. Каждая работа в цикле ждёт завершения другой.

На научной смене Алекс может посетить n лабораторных сеансов. Сеанс i начинается в момент sᵢ, заканчивается в момент fᵢ и приносит vᵢ исследовательских баллов. Баллы начисляются только за полностью посещённый сеанс.

Нельзя участвовать в двух сеансах одновременно. При этом сразу после окончания одного сеанса можно начать другой: если первый заканчивается в момент x, второй может начаться в момент x. Переходы между лабораториями времени не занимают.

Алекс может выбирать любые сеансы и пропускать остальные. Найдите максимальную сумму баллов.

Входные данные

Первая строка содержит целое число n (1 ≤ n ≤ 200 000). Следующие n строк содержат по три целых числа sᵢ, fᵢ, vᵢ (0 ≤ sᵢ < fᵢ ≤ 10⁹, 1 ≤ vᵢ ≤ 10⁹). Сеансы перечислены в произвольном порядке; совпадения времён допускаются.

Выходные данные

Выведите максимальное количество баллов, которое сможет набрать Алекс.

Пояснения к примерам

Пример 1. Подходят сеансы 1, 3 и 5: 7 + 9 + 10 = 26 баллов.

Пример 2. Окончание первого совпадает с началом второго; можно посетить оба.

Алекс выбирает мастер-классы научного фестиваля. Мастер-класс i идёт с момента sᵢ до момента fᵢ и приносит vᵢ баллов опыта. Чтобы получить баллы, его нужно посетить целиком.

Абонемент Алекса позволяет посетить не более K мастер-классов. Одновременно находиться на двух нельзя. Если один закончился ровно в момент начала другого, можно посетить оба. Переходы между аудиториями мгновенны.

Найдите максимальную сумму баллов опыта, которую можно получить с этим абонементом.

Входные данные

Первая строка содержит целые числа n и K (1 ≤ n ≤ 50 000, 1 ≤ K ≤ min(30, n)). Следующие n строк содержат целые числа sᵢ, fᵢ, vᵢ (0 ≤ sᵢ < fᵢ ≤ 10⁹, 1 ≤ vᵢ ≤ 10⁹). Порядок произвольный; совпадения времён допустимы.

Выходные данные

Выведите максимальную сумму баллов.

Пояснения к примерам

Пример 1. Лучше посетить только шестой мастер-класс. Цепочка 1, 3, 5 дала бы 26 баллов, но требует трёх посещений.

Пример 2. Из трёх совместимых мастер-классов нужно выбрать два: второй и третий.

Алекс готовит оборудование экспедиции к испытаниям, которые продлятся n часов. В каждый час всё оборудование нужно обеспечить электричеством. В час i питание от основной сети стоит aᵢ монет, а питание от резервного генератора — bᵢ монет.

Генератор можно запустить не более одного раза. Сам запуск стоит C монет. После запуска генератор должен работать несколько последовательных полных часов, хотя бы один. Затем его можно выключить, но повторно включить уже нельзя. Пока генератор работает, всё оборудование питается от него, и плата за основную сеть не взимается.

Алекс выбирает момент запуска и остановки генератора либо совсем отказывается от его использования. Найдите минимальную общую стоимость электроснабжения за все n часов, включая плату за запуск, если он был.

Входные данные

Первая строка содержит целые числа n и C (1 ≤ n ≤ 200 000, 0 ≤ C ≤ 10¹⁴).

Вторая строка содержит n целых чисел a₁, …, aₙ — стоимость основной сети по часам. Третья строка содержит n целых чисел b₁, …, bₙ — стоимость работы генератора по часам. Для всех i: 0 ≤ aᵢ, bᵢ ≤ 10⁹.

Выходные данные

Выведите одно целое число — минимальную общую стоимость.

Пояснения к примерам

Пример 1. Выгодно включить генератор на часы со 2-го по 6-й. Эти часы стоят 2 + 7 + 2 + 7 + 2 = 20 монет. Ещё 5 монет стоит запуск, а в 1-й и 7-й часы сеть стоит по 2 монеты. Всего 29. В 3-й и 5-й часы генератор дороже сети, но включить его несколькими отдельными периодами нельзя.

Пример 2. Генератор дешевле в каждом часу, но за все три часа экономит только 3 монеты. Запуск за 10 монет не окупается; лучше пользоваться сетью.

Вы играете в игру «Бинарная Сила» и управляете персонажем, у которого есть 𝑑 = 2^𝑛 навыков, пронумерованных 1 до 𝑑. Эти навыки расположены на листьях полного двоичного дерева высоты 𝑛, изначально все навыки имеют уровень 1. Пример такого дерева для 𝑛 = 3 приведен на иллюстрации ниже.



После этого вы начинаете прокачивать навыки следующим образом.
• Навыки прокачиваются посредством заполнения двоичного дерева снизу вверх.
• Для очередной вершины дерева вы должны выбрать и записать в нее один из двух навыков, записанных в
непосредственных детях этой вершины (на рисунке из детей в родителя ведут стрелки).
• Уровнем навыка считается число вершин, в которых выбран этот навык.
Пример корректного распределения навыков по дереву для 𝑛 = 3 приведен ниже.


В этом примере первый навык имеет уровень 4, седьмой – уровень 3, четвертый и пятый – уровень 2, а второй, третий, шестой и восьмой не были прокачаны ни разу, поэтому остались на уровне 1.
Кроме прокачки персонажа, в игре есть 𝑚 различных квестов, с помощью которых можно получать монетки. Квесты активируются после того, как все дерево навыков было заполнено.
Квесты бывают трех типов:
1. «𝑙𝑒𝑠𝑠 𝑥𝑖 𝑘𝑖 𝑠𝑖» – вы получите 𝑠𝑖 монет, если уровень навыка с номером 𝑥𝑖 окажется строго меньше 𝑘𝑖 .
2. «𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡 𝑥𝑖 𝑘𝑖 𝑠𝑖» – вы получите 𝑠𝑖 монет, если уровень навыка с номером 𝑥𝑖 окажется равен 𝑘𝑖 .
3. «𝑙𝑒𝑠𝑠 𝑥𝑖 𝑘𝑖 𝑠𝑖» – вы получите 𝑠𝑖 монет, если уровень навыка с номером 𝑥𝑖 окажется строго больше 𝑘𝑖 .
Так как монеты – очень ценный ресурс в игре «Бинарная Сила», вы хотите узнать максимальное количество монет, которое возможно получить с помощью имеющихся квестов после улучшения всех навыков.

Формат входных данных
Каждый тест состоит из нескольких независимых наборов входных данных. Первая строка содержит одно целое число 𝑡 – количество наборов входных данных (1 ≤ 𝑡 ≤ 10⁴). Далее следует описание наборов входных данных.
Каждый набор начинается со строки, содержащей два целых числа 𝑛 и 𝑚 – высоту дерева навыков и количество квестов соответственно (1 ≤ 𝑛 ≤ 15; 0 ≤ 𝑚 ≤ 50 000). Число навыков при этом равно 𝑑 = 2^𝑛.
Далее следуют 𝑚 строк, 𝑖-я из которых содержит четыре целых числа 𝑡𝑖, 𝑥𝑖, 𝑘𝑖, 𝑠𝑖 – тип квеста и его описание (1 ≤ 𝑡𝑖 ≤ 3; 1 ≤ 𝑥𝑖 ≤ 𝑑; 1 ≤ 𝑘𝑖 ≤ 𝑛; 1 ≤ 𝑠𝑖 ≤ 10⁹). Типы квестов следуют в том же порядке, в котором они перечислены в условии: 𝑡𝑖=1 соответствует квесту типа «𝑙𝑒𝑠𝑠», 𝑡𝑖 = 2 – квесту типа «𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡» и 𝑡𝑖 = 3 – квесту типа «𝑚𝑜𝑟𝑒».
Гарантируется, что сумма 𝑑 по всем наборам входных данных не превосходит 2¹⁶ и сумма 𝑚 по всем наборам входных данных не превосходит 50 000

Формат выходных данных
Для каждого набора выходных данных в отдельной строке выведите единственное число – максимальное количество монет, которые можно заработать.